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Mobilfunkstandard 5G – was Unternehmen beim Einsatz beachten sollten
Der aktuelle Mobilfunkstandard 5G ist mittlerweile fast überall verfügbar, allerdings noch nicht in voller Ausbaustufe. Wie Unternehmen schon jetzt profitieren und was in Zukunft möglich sein wird, zeigt dieser Artikel.Der Bundesnetzagentur zufolge sind bereits 85 Prozent der Fläche Deutschlands mit dem neuen Mobilfunkstandard 5G versorgt. Weltweit gab es 2022 laut dem Netzausrüster Ericsson bereits eine Milliarde Nutzer. Bis 2027 soll sich die Zahl auf 4,4 Milliarden 5G-Mobilfunkverträge belaufen. Das würde fast 50 Prozent aller mobilen Anschlüsse entsprechen.
Der schnelle Ausbau liegt vor allem daran, dass die vorhandene Infrastruktur weiter genutzt werden kann. Die meisten Netzbetreiber rüsten nur ihre Antennen um, leiten den Verkehr dann aber ins bestehende 4G-Kernnetz (Core Network). Diese Strategie wird als „5G NSA“ (Non-Standalone) bezeichnet. Mit der im Standard definierten nutzungsabhängigen dynamischen Zuteilung (Dynamic Spectrum Sharing, DSS) von Frequenzen lassen sich außerdem Bereiche des verfügbaren Spektrums je nach Bedarf für 4G/LTE (Long-Term Evolution) oder 5G verwenden.
Die eigentlichen Vorteile von 5G wie Low-Latency oder Network Slicing (siehe Kasten) lassen sich so aber nur sehr bedingt nutzen, sagt Andre Reitenbach, CEO des Cloud-Providers Gcore, der eine eSIM-5G-Cloud-Plattform für die sichere und schnelle Übertragung von Daten entwickelt hat: „Ohne eigenes Core-Netz und die Nutzung aller möglichen Frequenzbänder erhält man zwar etwas mehr Geschwindigkeit, aber nicht die volle Funktionalität von 5G.“
Erschwerend komme hinzu, so Reitenbach, das in Europa jedes Land seine eigene Regulierung verfolge: „Deutschland und Frankreich haben beispielsweise im Mid-Band-Bereich verschiedene Frequenzen freigegeben. So kann man kein paneuropäisches, auf Network Slicing beruhendes Produkt anbieten.“ Gcore engagiert sich daher in verschiedenen Projekten mit der European Broadcasting Union (EBU) und der Europäischen Weltraumorganisation ESA, um eine Harmonisierung zu erreichen: „Wir arbeiten gemeinsam daran, eine europaweite 5G-Infrastruktur aus satellitengestützten und terrestrischen Stationen für Broadcasting und B2B-Anwendungen aufzubauen“, erläutert Reitenbach.
Wie Organisationen von 5G profitieren
Im Alltag bringt der Schritt von LTE zu 5G nur graduelle Verbesserungen. „Ich kann ein bisschen schneller kommunizieren oder Videos in höherer Auflösung streamen, aber das ist nicht der wesentliche Hebel“, sagt Reitenbach, „das eigentliche Potenzial liegt in den neuen Use Cases, die man mit 5G adressieren kann.“ Tatsächlich bietet der Mobilfunkstandard im professionellen Umfeld viele Anwendungsmöglichkeiten. Hier einige Beispiele:Medizinische Ferndiagnose und -Behandlung: 5G-Verbindungen ermöglichen Ärzten den schnellen und sicheren Zugriff auf Patienteninformationen und KI-gestützte Analysesysteme. So können sie schnellere und bessere Diagnosen stellen oder Gesundheitsdaten in Echtzeit monitoren. „Dank der geringen Latenz ließen sich sogar Medizinroboter für die Behandlung remote über 5G steuern“, sagt der Gcore-Chef.
Smarte Produktion: Die Vernetzung von Maschinen und Produktionsanlagen wird durch 5G wesentlich vereinfacht. Industrieunternehmen können eigene private Campus-Netze auf 5G-Basis betreiben, die sicherer, schneller und robuster sind als WLAN-Alternativen. „Informationen lassen sich so in Echtzeit austauschen, um die Produktionskapazitäten effizienter zu steuern“, erläutert Reitenbach.
Vernetzung von Sensoren und Geräten: 5G unterstützt laut Standard die Vernetzung mehrerer Millionen Endgeräte (massive Machine Type Communication, mMTC). Die Devices können direkt miteinander ohne Umweg über das Netzwerk kommunizieren, was die Latenz senkt und die Netzbelastung reduziert. „Wenn die 5G-Infrastruktur erst einmal ausgebaut ist, kann man jedes mobilfunkfähige Device sofort ans Internet anschließen“, erklärt Reitenbach.
Telematik und autonomes Fahren: Abdeckung, Robustheit, Sicherheit und die geringe Latenz von 5G prädestinieren den Mobilfunkstandard für den Einsatz in Fahrzeugen. „Jedes Auto ist heute auch ein digitales Produkt“, sagt Reitenbach, „das sich über 5G sehr viel einfacher und schneller steuern und mit Updates versehen lässt.“
Live Streaming: Die große Bandbreite und die geringe Latenz in 5G-Netzen ermöglicht es, Bewegtbilder in hoher Auflösung live zu streamen und mit interaktiven Elementen zu kombinieren. „Medienunternehmen können so auch von abgelegenen Orten live berichten, ohne dort Infrastruktur aufbauen zu müssen“, sagt Reitenbach.
Mobiles Arbeiten: Mitarbeiter, die im Homeoffice arbeiten oder die viel unterwegs sind, erhalten über 5G eine schnelle, stabile und geschützte Netzverbindung zum Unternehmen. „Authentifizierung und Kommunikation sind wesentlich sicherer als über WLAN und VPN“, erklärt der Gcore-Chef, „weil jeder Endpunkt eindeutig identifiziert werden kann.“
Mehr Sicherheit mit 5G und Zero Trust
Der Zero-Trust-Ansatz „Vertraue niemandem, überprüfe alles“ erfreut sich seit einigen Jahren zunehmender Beliebtheit. Laut einer Umfrage des Marktforschungsunternehmens IDC aus dem vergangenen Jahr hat Zero Trust für 78 Prozent der Unternehmen hohe oder sogar oberste Priorität. 5G bietet für einen ortsunabhängigen Zero Trust Network Access (ZTNA) die besten Voraussetzungen.Der Standard nutzt starke Verschlüsselungsalgorithmen wie AES, ZUC, SNOW 3G oder HMAC-SHA-256 und kann die Schlüssel auf einzelne Segmente des Kernnetzes beschränken. Die Authentifizierung und Autorisierung in 5G basiert auf der sogenannten AKA-Methode (Authentication and Key Agreement), mit der die Identität von Nutzern, Geräten und Netzwerkelementen zuverlässig festgestellt werden kann. Die Authentifizierung selbst kann über eine in das Gerät integrierte (embedded) eSIM erfolgen.
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Mit eSIM-Lösungen wie die von Gcore lassen sich Endpunkte nicht nur eindeutig identifizieren, sondern auch verwalten: „Die eSIM ermöglicht es, detailliert zu definieren, welche Rechte ein Anwender oder Device erhält“, erklärt Reitenbach. „Über unser Portal kann der Kunde beispielsweise zentral konfigurieren, auf welche Daten ein Account zugreifen, welche Applikationen er verwenden und wie viel Traffic er erzeugen darf“, ergänzt Reitenbach.
Fazit: Unternehmen sollten jetzt die Chancen von 5G nutzen
Der neue Mobilfunkstandard 5G bietet im professionellen Umfeld zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten und Chancen. Wie so oft, hat Europa allerdings auch hier den Start verschlafen und muss nun dringend aufholen. „Länder wie Südkorea sind uns beim 5G-Einsatz schon mehrere Jahre voraus“, warnt Reitenbach. Um schnell 5G in die eigene Edge- und Cloud-Infrastruktur zu integrieren, bieten sich Lösungen wie die eSIM-Cloud-Plattform von Gcore an. Sie ermöglicht es, nicht nur Unternehmensressourcen, Geräte und Cloud-Plattformen schnell miteinander zu verbinden, sondern bietet durch das integrierte Zero-Trust-Konzept auch höchstmögliche Sicherheit.Erfahren Sie mehr über die Möglichkeiten von 5G, informieren Sie sich jetzt!
Fakten über 5G
Neue Frequenzbereiche: 5G sieht drei Frequenzbereiche vor: Low-Band (< 1 GHz), Mid-Band (1 GHz bis 7 GHz) und High-Band (24 bis 53 GHz). Die ersten beiden Bereiche werden auch als „FR1“ (Frequency Range 1) oder „sub-6“ bezeichnet. Der dritte als „FR2“ oder „5g mmWave“. Je höher die Frequenz, desto geringer ist die Reichweite und desto höher muss die Antennendichte sein.Beamforming, Massive MIMO und Carrier Aggregation: Das Signal von bis zu 256 Antennen kann gezielt auf ein Endgerät ausgerichtet werden. So lässt sich der Einsatz des Frequenzspektrums optimieren und die Datenrate für Anwender um mehrere Größenordnungen steigern. Durch die Kombination von bis zu 16 Frequenzblöcken (Carrier Aggregation) kann der Durchsatz zusätzlich gesteigert werden.
Low Latency: 5G soll bei der Übertragung Latenzen von weniger als 5 ms ermöglichen. Dazu müssen allerdings Antennenstandorte massiv ausgebaut und Frequenzen oberhalb von 24 GHz (5g mmWave) genutzt werden.
Softwarebasiertes Kernnetz und Network Slicing: Die Intelligenz wandert weitgehend in das softwarebasierte Core Network. Die Antennenmasten sind nur noch für das Senden und Empfangen zuständig, Daten und Steuersignale (Data und Control Plane) werden getrennt. Das senkt Kosten und Energiebedarf, erleichtert die Skalierung und ermöglicht es, viele sichere kundenspezifische Netze auf derselben Infrastruktur zu betreiben (Network Slicing).
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Der aktuelle Mobilfunkstandard 5G ist mittlerweile fast überall verfügbar, allerdings noch nicht in voller Ausbaustufe. Wie Unternehmen schon jetzt profitieren …
